Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Boutique – Q. HCM" do sinh viên Võ Trí Kiệt (MSSV: 20149169, Lớp K20) thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thế Trường Phong tại Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng hệ Chất lượng cao, bảo vệ tháng 06/2024). Đề tài giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật toàn diện cho một công trình cao tầng kết hợp thương mại dịch vụ tại khu vực trung tâm đô thị có mật độ xây dựng cao.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Văn bản xác định các nhóm nhiệm vụ tính toán và thiết kế kỹ thuật cụ thể:

  1. Nhiệm vụ kiến trúc: Tìm hiểu tổng quan công trình, quy mô, giải pháp mặt bằng, mặt đứng, hình khối và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật (thông gió, chiếu sáng, cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy, môi trường).
  2. Nhiệm vụ kết cấu phần thân: Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực, sơ bộ kích thước cấu kiện; tính toán các loại tải trọng và tác động (tĩnh tải, hoạt tải, tải thang máy, tải cầu thang bộ, tải trọng gió, tải trọng động đất); thiết kế sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, khung phẳng trục 2, vách lõi thang máy; kiểm tra ổn định tổng thể của công trình (chống lật, chuyển vị đỉnh, dao động riêng, chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng).
  3. Nhiệm vụ kết cấu phần ngầm: Đánh giá địa chất công trình; tính toán sức chịu tải của cọc và thiết kế các đài móng (móng cột biên M1, móng cột giữa M2, móng lõi thang M6); thiết kế kết cấu bể nước ngầm bằng bê tông cốt thép.
  4. Nhiệm vụ tổ chức và kỹ thuật thi công: Lập biện pháp kỹ thuật thi công ép cọc; thiết kế biện pháp kỹ thuật đào đất và chống giữ vách hố móng bằng tường cừ; lập biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép kết cấu phần ngầm (cốp pha, cốt thép, đổ bê tông đài móng, sàn hầm, vách hầm).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối và quy trình công nghệ thi công phần ngầm của tòa nhà Chung cư Boutique.
  • Phạm vi không gian: Địa điểm xây dựng tại Số 4-6-8, Đường Hồ Huấn Nghiệp, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP. Hồ Chí Minh trên khu đất có diện tích $1245{,}5\text{ m}^2$.
  • Quy mô công trình: Công trình dân dụng cấp 2; quy mô 14 tầng (gồm 1 tầng hầm, 12 tầng nổi và 1 tầng mái/thượng); chiều cao đỉnh mái $47{,}0\text{ m}$ tính từ cốt $\pm 0.000$ (tổng chiều cao hình học $50{,}3\text{ m}$ tính từ đáy hầm).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán

Khung tiêu chuẩn và cơ sở lý thuyết

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam trong việc xác định tải trọng, mô hình hóa và kiểm tra kết cấu:

  • TCVN 2737:2023: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động. Xác định áp lực gió cơ sở khu vực Quận 1, TP.HCM thuộc vùng gió II-A ($W_0 = 0{,}95\text{ kN/m}^2$), dạng địa hình C, hệ số độ tin cậy $\gamma = 2{,}1$, chu kỳ dao động riêng $T_1 = 1{,}35\text{ s}$, hệ số hiệu ứng giật $G_f = 0{,}06$.
  • TCVN 5574:2018: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCVN 9386:2012: Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất. Địa tầng công trình thuộc loại đất nền C (chỉ số $N_{SPT}$ từ 15 đến 50), công trình cấp quan trọng II ($I = 1{,}0$), gia tốc nền thiết kế $a_g = 0{,}785\text{ m/s}^2$ ($a_{gR} = 0{,}083\text{g}$), hệ số ứng xử $q = 3{,}5$.
  • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối (quy định sơ bộ kích thước tiết diện cột, vách chịu lực).

Vật liệu sử dụng

Các thông số cơ lý của vật liệu trong đồ án được tổng hợp như sau:

Loại vật liệu Cấp độ bền / Mác thép Khối lượng riêng $\gamma$ ($\text{kN/m}^3$) Cường độ chịu nén tính toán $R_b$ ($\text{MPa}$) Cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt}, R_s$ ($\text{MPa}$) Modun đàn hồi $E$ ($\text{MPa}$) Phạm vi áp dụng
Bê tông B30 25 17,0 1,15 $32{,}5 \times 10^3$ Dầm, sàn, cột, vách, cầu thang, móng, bể ngầm
Cốt thép CB240-T 78,5 170 170 $2{,}1 \times 10^5$ Thép đai, thép bản sàn $\phi \le 8\text{ mm}$
Cốt thép Thép gờ chịu lực 78,5 Theo TCVN 5574:2018 Theo TCVN 5574:2018 $2{,}0 \times 10^5$ Cốt thép dọc chịu lực khung, vách, móng

Phương pháp nghiên cứu và công cụ ứng dụng

  1. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM):
    • Dựng mô hình 3D tổng thể không gian bằng phần mềm ETABS 20 để phân tích nội lực hệ khung - vách lõi, phổ phản ứng động đất và dao động riêng của công trình.
    • Ứng dụng phần mềm SAFE để tính toán nội lực bản sàn tầng điển hình theo dải Strip, kiểm tra chọc thủng và võng phi tuyến; mô hình hóa đài móng cọc lõi thang M6.
    • Sử dụng phần mềm SAP2000 mô hình hóa kết cấu vỏ không gian bể nước ngầm có gán liên kết đàn hồi (lò xo hệ số nền $k_s$).
  2. Phương pháp giải tích truyền thống: Sơ bộ tiết diện cấu kiện dựa trên diện truyền tải, tính toán ô bản đơn theo sơ đồ khớp dẻo/bản kê 4 cạnh, phân tích sức chịu tải đơn cọc qua chỉ tiêu cơ lý đất nền và số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan kiến trúc công trình

Chương này mô tả công trình Chung cư Boutique tọa lạc tại số 4-6-8 Hồ Huấn Nghiệp, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP.HCM. Mặt bằng hình chữ nhật có diện tích $1245{,}5\text{ m}^2$, chiều rộng $L_x = 39{,}0\text{ m}$, chiều dài $L_y = 18{,}5\text{ m}$. Công năng bao gồm: tầng hầm cao $3{,}3\text{ m}$ (cote $-3{,}300\text{ m}$, bố trí 2 ram dốc $i=20%$, làm bãi đỗ xe và phòng máy phát điện); tầng trệt cao $4{,}0\text{ m}$ và tầng 2 làm khu thương mại, dịch vụ, sinh hoạt cộng đồng; tầng 3 đến tầng 12 cao $3{,}5\text{ m}$ là khu căn hộ ở với mật độ 8 căn/tầng (loại 2 phòng ngủ); tầng mái cao $3{,}5\text{ m}$. Hệ thống giao thông đứng gồm 1 thang bộ thoát hiểm và cụm 3 buồng thang máy đặt tại lõi trung tâm. Các giải pháp kỹ thuật đi kèm gồm hệ thống cấp nước sạch từ thành phố qua bể ngầm bơm lên mái, mạng lưới thoát nước mưa/nước thải riêng biệt, hệ thống họng nước cứu hỏa vách tường kèm 4 bình chữa cháy $CO_2$ MFZ4 loại 4kg bố trí tại mỗi tầng.

Chương 2. Tổng quan về kết cấu công trình

Tác giả phân tích các phương án kết cấu nhà cao tầng và quyết định lựa chọn hệ kết cấu khung - lõi bê tông cốt thép toàn khối làm hệ chịu lực chính theo phương đứng, kết hợp hệ sàn sườn toàn khối theo phương ngang. Nhịp cột lớn nhất theo hai phương là $8{,}5\text{ m}$. Kích thước dầm chính được sơ bộ $b \times h = 300 \times 600\text{ mm}$, dầm phụ dùng để chia nhỏ ô bản sàn. Cột được phân loại thành cột góc (C1), cột biên (C2, C3) và cột giữa (C4); sau khi sơ bộ theo công thức $A_c = k \cdot N / R_b$ với $q = 12\text{ kN/m}^2$ và kiểm tra lại trên mô hình ETABS theo điều kiện hàm lượng cốt thép và lực dọc quy đổi, tiết diện cột được chọn dao động từ $400 \times 500\text{ mm}$ đến $600 \times 700\text{ mm}$. Chiều dày vách lõi thang máy được chọn cố định $t = 300\text{ mm}$ từ tầng hầm lên đến mái, thỏa mãn điều kiện $F_v \ge 0{,}0015 F_{sàn}$ và $t \ge 150\text{ mm}$ theo TCXD 198:1997.

Chương 3. Tải trọng & tác động

Xác định toàn bộ tải trọng tác động lên kết cấu theo TCVN 2737:2023. Tĩnh tải hoàn thiện được tính chi tiết cho sàn tầng hầm ($1{,}64\text{ kN/m}^2$), sàn tầng điển hình ($1{,}86\text{ kN/m}^2$) và sàn mái ($2{,}32\text{ kN/m}^2$). Tải trọng tường xây 100mm ngăn phòng không có dầm đỡ được quy đổi thành tải phân bố đều trên sàn đạt $1{,}86\text{ kN/m}^2$; tường 100mm và 200mm xây trên dầm được gán tải trọng phân bố tam giác/hình thang quy đổi thành phân bố đều theo từng tầng. Hoạt tải sử dụng: căn hộ ở ($1{,}95\text{ kN/m}^2$), sảnh hành lang ($3{,}60\text{ kN/m}^2$), bãi đỗ xe ($5{,}00\text{ kN/m}^2$), khu thương mại/sảnh đón ($4{,}80\text{ kN/m}^2$), ban công ($2{,}40\text{ kN/m}^2$). Tải thang máy Thiên Nam P18-CO60 (tải trọng nâng $12{,}5\text{ kN}$, cabin $1400 \times 2100\text{ mm}$, giếng thang $2100 \times 2600\text{ mm}$) truyền phản lực $R_m = 70{,}25\text{ kN}$ tại sàn mái và $R_h = 46{,}75\text{ kN}$ tại đáy hầm. Tải trọng gió tĩnh và động được lập bảng tính cho từng cao độ tầng. Tải trọng động đất được khai báo theo phổ phản ứng thiết kế TCVN 9386:2012 trong ETABS.

Chương 4. Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình

Tác giả so sánh hai phương án tính toán nội lực sàn tầng điển hình: phương pháp ô bản đơn truyền thống và phương pháp phần tử hữu hạn trên phần mềm SAFE (mô hình hóa 3D hệ dầm sàn, vẽ các dải Strip theo phương X và phương Y). Kết quả biểu đồ mômen uốn từ SAFE cho phép lựa chọn và bố trí diện tích cốt thép dải trên, dải dưới hợp lý. Tiến hành kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn, kiểm tra chọc thủng không cốt thép ngang tại các vị trí tiếp giáp cột/vách và kiểm tra độ võng sàn xuất từ SAFE đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép $[f] \le L/250$.

Chương 5. Thiết kế kết cấu cầu thang bộ

Thiết kế cầu thang bộ dạng bản hai vế bê tông cốt thép toàn khối. Xác định tĩnh tải các lớp hoàn thiện lên bản xiên và chiếu nghỉ, hoạt tải người sử dụng. Thiết lập sơ đồ tính toán dạng dầm chịu uốn đơn giản, xác định giá trị mômen uốn lớn nhất và lực cắt trên từng vế thang. Tính toán diện tích cốt thép chịu lực dọc cho bản thang, bố trí cốt thép phân bố, kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ.

Chương 6. Thiết kế kết cấu khung trục 2

Trích xuất mô hình khung phẳng trục 2 từ mô hình không gian ETABS 20. Tổng hợp các trường hợp tải trọng và tổ hợp nội lực (bao gồm tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt có gió, động đất). Thực hiện tính toán cốt thép dọc chịu uốn và cốt thép đai chịu cắt cho các dầm chính B16, B17. Tính toán cốt thép dọc chịu nén lệch tâm xiên và cốt đai dày chống nở ngang cho hệ thống cột tầng từ tầng 1 đến tầng thượng.

Chương 7. Thiết kế vách lõi thang máy

Gán thuộc tính phần tử Pier cho các đoạn vách lõi thang máy trong ETABS 20. Chia nhỏ phần tử theo phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để xác định chính xác nội lực ($N, M_x, M_y, Q_x, Q_y$) tại chân vách tầng trệt và các tầng điển hình. Tính toán cốt thép chịu lực phân bố theo phương đứng và ngang của vách lõi, đồng thời kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông vách dưới tác động của lực cắt lớn nhất $Q_{max}$.

Chương 8. Kiểm tra ổn định tổng thể công trình

Đánh giá độ an toàn tổng thể của tòa nhà 14 tầng:

  • Ổn định chống lật: Tỷ số mômen giữ chống lật so với mômen gây lật do tải trọng gió và động đất thỏa mãn hệ số an toàn $K_{cl} \ge 1{,}5$.
  • Chuyển vị đỉnh công trình: Chuyển vị ngang tại đỉnh theo phương X ($\text{CB CV X}$) và phương Y ($\text{CB CV Y}$) dưới tải trọng gió tĩnh và thành phần động nằm trong giới hạn cho phép $f_{đỉnh} \le H/500 = 47000/500 = 94\text{ mm}$.
  • Dao động riêng: Chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất đạt $T_1 = 1{,}35\text{ s}$.
  • Chuyển vị ngang tương đối: Độ lệch tầng giữa hai tầng kế cận dưới tác động của tải trọng ngang thỏa mãn điều kiện $\Delta / h \le 1/500$.

Chương 9. Thiết kế kết cấu móng

Dựa trên hồ sơ địa chất công trình và các lớp đất có số liệu SPT, tác giả lựa chọn giải pháp móng sâu sử dụng cọc ống bê tông cốt thép dự ứng lực ly tâm do Công ty Phan Vũ cung cấp. Xác định sức chịu tải thiết kế của cọc đơn qua ma sát bên và sức kháng mũi. Thiết kế chi tiết:

  • Móng M1 (chân cột biên C8, C12): Xác định số lượng cọc, bố trí mặt bằng đài, kiểm tra phản lực đầu cọc ($P_{max} \le 1{,}2 R_{cọc}$, $P_{min} \ge 0$), kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ước, tính lún phân tố và kiểm tra chọc thủng đài móng (chọc thủng tự do, hạn chế, góc đài, hàng cọc), tính cốt thép đài.
  • Móng M2 (chân cột giữa C16, C17): Kiểm tra tương tự cho cụm móng đôi chịu lực nén lớn.
  • Móng M6 (đài bè cọc lõi thang): Mô hình hóa đài móng trên phần mềm SAFE có gán liên kết lò xo cọc, kiểm tra phản lực đầu cọc, ứng suất đáy khối móng quy ước, tính lún, kiểm tra xuyên thủng và cắt phẳng, tính toán bố trí cốt thép đài móng theo dải Strip.

Chương 10. Thiết kế kết cấu bể nước ngầm

Phân tích địa chất khu vực đặt bể ngầm, sơ bộ chiều dày bản nắp, bản đáy và bản thành bể. Tính toán tải trọng bản thân, áp lực nước bên trong, áp lực đất và áp lực nước ngầm bên ngoài xét trong 2 trường hợp: mực nước ngầm ổn định và mực nước ngầm dâng cao. Kiểm tra điều kiện đẩy nổi của toàn bộ khối bể ngầm khi bể rỗng. Xây dựng mô hình 3D phần tử tấm vỏ bằng SAP2000 có gán hệ số nền $k_s$. Trích xuất mômen uốn ($M_{11}, M_{22}$) và lực dọc ($F_{11}$) để tính toán cốt thép bản nắp, bản đáy và cốt thép bản thành theo bài toán cấu kiện chịu nén uốn/uốn thuần túy.

Chương 11. Tổng quan về thi công công trình

Đánh giá mặt bằng xây dựng tại trung tâm Quận 1: điều kiện giao thông vận chuyển vật tư, nguồn cung ứng điện nước, nhân lực và thiết bị máy móc. Thiết lập giải pháp tổ chức không gian thi công phần ngầm gồm phân chia 4 phân đợt thi công (từ đợt 2 đến đợt 5 cho các giai đoạn đài móng, sàn đáy hầm, vách hầm và sàn nắp hầm) và các phân đoạn thi công. Thống kê bảng khối lượng công tác bê tông, cốt thép và ván khuôn phần ngầm.

Chương 12. Biện pháp kỹ thuật thi công ép cọc

Lựa chọn phương án thi công ép cọc trước bằng máy robot ép cọc chuyên dụng kết hợp cẩu phục vụ vận chuyển cọc. Tính toán xác định lực ép cọc nhỏ nhất $P_{ep,min}$ và lớn nhất $P_{ep,max}$ dựa trên sức chịu tải thiết kế và địa chất. Lập bản vẽ định vị tim cọc, quy trình chuẩn bị mặt bằng, trình tự ép cọc đoạn 1 (đoạn mũi), ép nối các đoạn cọc thứ 2 và thứ 3 bằng mối nối hàn bản mã. Thiết lập quy trình ghi chép biểu đồ lực ép theo chiều sâu cọc, biện pháp xử lý sự cố khi ép cọc và công tác an toàn lao động.

Chương 13. Biện pháp kỹ thuật thi công công tác đất

Thiết kế biện pháp tường vây chống sạt lở thành hố đào sâu bằng hệ cừ thép Larsen (sử dụng catalogue cừ Larsen tiêu chuẩn). Tính toán khối lượng đào đất cơ giới cho toàn bộ hố móng tầng hầm. Lựa chọn thiết bị đào đất chính là máy đào gầu nghịch HITACHI ZX200-5G, lập sơ đồ di chuyển của máy đào và tuyến xe vận chuyển đất ra khỏi công trường. Thiết kế biện pháp bơm hạ mực nước ngầm, biện pháp đắp đất hoàn trả hố móng và an toàn lao động trong công tác đất.

Chương 14. Biện pháp kỹ thuật thi công phần hầm

Lập giải pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép phần ngầm cho các phân đợt 2, 3, 4, 5. Thiết kế và kiểm tra khả năng chịu lực, độ biến dạng của hệ thống ván khuôn phủ phim, sườn đứng, sườn ngang và hệ gông cột/vách/đài móng chịu áp lực vữa bê tông tươi theo tiêu chuẩn. Lập phương án đổ bê tông thương phẩm sử dụng máy bơm cần Putzmeister M42-5 RZ kết hợp đội xe bồn trộn bê tông chuyên dụng Hyundai HD270. Quy định chi tiết các biện pháp an toàn lao động khi lắp dựng cốp pha, gia công cốt thép và đổ đầm bê tông trong không gian ngầm.

Kết quả thiết kế và đóng góp kỹ thuật

Tổng hợp các kết quả kỹ thuật chính

Hạng mục kỹ thuật Thông số và giải pháp thiết kế được lựa chọn trong đồ án
Quy mô & Kết cấu chính 14 tầng (1 hầm, 12 nổi, 1 mái), cao $47{,}0\text{ m}$; Hệ khung - vách lõi BTCT toàn khối kết hợp sàn sườn
Vật liệu sử dụng Bê tông B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$); Thép đai/sàn CB240-T; Thép dọc gờ cường độ cao
Kích thước cấu kiện thân Dầm chính $300 \times 600\text{ mm}$; Vách thang máy dày $300\text{ mm}$; Cột từ $400 \times 500\text{ mm}$ đến $600 \times 700\text{ mm}$
Phân tích động lực học Chu kỳ $T_1 = 1{,}35\text{ s}$; Chuyển vị đỉnh $\le H/500$; Tải gió theo TCVN 2737:2023; Động đất theo phổ TCVN 9386:2012 ($q=3{,}5$)
Kết cấu phần ngầm Móng sâu cọc ly tâm Phan Vũ; Đài móng M1, M2 và đài bè M6; Bể ngầm BTCT mô hình SAP2000
Biện pháp thi công ngầm Robot ép cọc; Tường cừ Larsen chống vách; Máy đào HITACHI ZX200-5G; Bơm Putzmeister M42-5 RZ

Đóng góp kỹ thuật của đề tài

  1. Đồ án xây dựng một bộ hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh từ kiến trúc, kết cấu phần thân, kết cấu phần ngầm đến biện pháp tổ chức thi công cho một công trình cao tầng cụ thể tại trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh.
  2. Ứng dụng đồng bộ và chuẩn xác các tiêu chuẩn thiết kế mới nhất của Việt Nam (đặc biệt là TCVN 2737:2023 về tải trọng gió và tác động, TCVN 5574:2018 cho bê tông cốt thép, TCVN 9386:2012 cho kháng chấn).
  3. Kết hợp chặt chẽ giữa các công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn hiện đại (ETABS 20, SAFE, SAP2000) với các công thức lý thuyết giải tích truyền thống để kiểm chứng độ tin cậy của kết quả nội lực và diện tích cốt thép.

Hạn chế và hướng phát triển đề tài

Hạn chế của đề tài

  • Về phạm vi tính toán kết cấu: Đồ án tập trung thiết kế chuyên sâu vào các cấu kiện điển hình mang tính đại diện (sàn tầng điển hình, khung phẳng trục 2, các đài móng M1, M2, M6) mà chưa xuất toàn bộ bản vẽ chi tiết cho tất cả các khung và móng còn lại.
  • Về biện pháp thi công: Đồ án tập trung giải quyết toàn diện công nghệ thi công kết cấu phần ngầm (ép cọc, cừ Larsen, đào đất, cốp pha - bê tông hầm), chưa đi sâu lập tiến độ tổng thể và biện pháp thi công lắp dựng phần thân hoặc hoàn thiện kiến trúc.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Thực hiện mô phỏng phân tích phi tuyến tĩnh (Pushover analysis) hoặc phân tích lịch sử thời gian (Time-history analysis) để đánh giá chính xác hơn ứng xử của hệ khung - vách lõi dưới các cấp độ động đất khác nhau.
  • Nghiên cứu mô hình hóa phân tích theo giai đoạn thi công (Construction Stage Analysis) đối với nhà cao tầng để xét đến ảnh hưởng của co ngót, từ biến và quá trình tăng tải trọng từng tầng lên phân bố nội lực cột vách.
  • Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) để tích hợp thiết kế kết cấu, kiến trúc và hệ thống cơ điện (MEP), tối ưu hóa tiến độ và quản lý xung đột không gian thi công.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo trực tiếp và có giá trị chuyên môn cao đối với:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp: Sử dụng làm tài liệu mẫu hoàn chỉnh phục vụ thực hiện đồ án tốt nghiệp, đồ án môn học Bê tông cốt thép, Nhà cao tầng, Nền móng và Thi công công trình.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu: Tham khảo quy trình áp dụng tiêu chuẩn tải trọng gió TCVN 2737:2023, phân tích phổ động đất TCVN 9386:2012 trên ETABS, phương pháp vẽ dải Strip tính sàn và móng trên SAFE, cùng phương pháp mô hình hóa bể nước ngầm tương tác nền đất trên SAP2000.
  • Kỹ sư thi công và quản lý dự án: Tham khảo các bảng tính kiểm tra chịu lực ván khuôn phần ngầm, biện pháp thi công cừ Larsen giữ thành hố đào và quy trình lựa chọn thiết bị thi công cơ giới (robot ép cọc, máy đào đất, máy bơm cần bê tông).

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư Boutique lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính nào và căn cứ vào đâu?

Tác giả lựa chọn hệ kết cấu khung - lõi bê tông cốt thép toàn khối kết hợp hệ sàn sườn. Lựa chọn này dựa trên quy mô công trình gồm 14 tầng (1 hầm, 12 tầng nổi, 1 mái), tổng chiều cao $47{,}0\text{ m}$ (tính cả hầm là $50{,}3\text{ m}$). Hệ khung - lõi cho phép hệ vách lõi cứng tại tâm chịu phần lớn tải trọng ngang (gió, động đất), trong khi hệ khung cột dầm chịu tải trọng đứng, tối ưu hóa không gian sử dụng cho khu căn hộ và thương mại.

2. Tải trọng gió tác dụng lên công trình được tính toán theo tiêu chuẩn nào với các thông số cơ bản ra sao?

Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2023. Các thông số chính gồm: địa điểm xây dựng tại Quận 1, TP.HCM thuộc vùng áp lực gió II-A với áp lực gió cơ sở $W_0 = 0{,}95\text{ kN/m}^2$, dạng địa hình C, hệ số tin cậy $\gamma = 2{,}1$, chu kỳ dao động riêng cơ bản $T_1 = 1{,}35\text{ s}$, hệ số hiệu ứng giật $G_f = 0{,}06$ và hệ số khí động $c_y = 1{,}48$.

3. Phương pháp phân tích động đất được áp dụng trong đồ án là gì?

Tác giả áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng thiết kế theo TCVN 9386:2012 được thiết lập trực tiếp trong phần mềm ETABS. Các thông số gồm: loại đất nền C ($N_{SPT}$ từ 15 đến 50), công trình cấp quan trọng II ($I = 1{,}0$), gia tốc nền đỉnh tham chiếu $a_{gR} = 0{,}083\text{g}$, gia tốc nền thiết kế $a_g = 0{,}785\text{ m/s}^2$ và hệ số ứng xử $q = 3{,}5$ (ứng với hệ kết cấu hỗn hợp/khung có vách với cấp dẻo trung bình).

4. Giải pháp nền móng và bể nước ngầm của công trình được thiết kế như thế nào?

  • Nền móng sử dụng giải pháp móng cọc ống bê tông cốt thép dự ứng lực ly tâm do Công ty Phan Vũ cung cấp, gồm móng cột biên M1, móng cột giữa M2 và móng đài bè lõi thang M6. Tất cả các móng đều được kiểm tra phản lực đầu cọc, áp lực đáy khối móng quy ước, tính lún phân tố và kiểm tra chọc thủng/xuyên thủng.
  • Bể nước ngầm bằng bê tông cốt thép B30 được mô hình hóa không gian trên phần mềm SAP2000 có gán lò xo hệ số nền $k_s$, được kiểm tra đẩy nổi khi mực nước ngầm dâng cao và tính toán cốt thép bản nắp, bản thành, bản đáy chịu tải trọng đất, nước kết hợp.

5. Biện pháp thi công hố móng sâu phần ngầm sử dụng những loại thiết bị cơ giới chính nào?

Công tác thi công phần ngầm sử dụng hệ tường cừ thép Larsen chống sạt vách đất hố đào; máy robot ép cọc chuyên dụng kết hợp cẩu phục vụ để ép cọc ly tâm 3 đoạn; máy đào gầu nghịch HITACHI ZX200-5G phục vụ đào đất cơ giới; máy bơm cần bê tông Putzmeister M42-5 RZ và xe bồn vận chuyển bê tông Hyundai HD270 phục vụ công tác đổ bê tông đài móng và kết cấu tầng hầm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Boutique – Q. HCM" của sinh viên Võ Trí Kiệt là một công trình học thuật chuyên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp được thực hiện bài bản, có tính hoàn chỉnh và độ chính xác kỹ thuật cao. Tác giả đã giải quyết đồng bộ từ khâu phân tích kiến trúc, tính toán kết cấu khung - lõi theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành (TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018, TCVN 9386:2012) đến thiết kế nền móng cọc ly tâm và lập biện pháp kỹ thuật thi công ngầm. Hồ sơ tính toán chi tiết cùng các mô hình mô phỏng chuyên dụng trên ETABS, SAFE, SAP2000 mang lại giá trị thực tiễn và tính tham khảo học thuật cao cho sinh viên và kỹ sư xây dựng công trình cao tầng.